一种基于AI智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置的制作方法

2021-01-29 15:01:52|

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一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置
技术领域
[0001]
本发明涉及ai智能技术领域，更具体地说，涉及一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置。

背景技术：

[0002]
传统机械装配领域，如对螺栓拧紧工艺要求较高的场合，如汽车发动机的螺栓拧紧等，螺纹紧固件的拧紧质量直接决定了产品的质量和可靠性。目前的螺栓拧紧问题主要有：漏拧；错拧，调用错误的拧紧工艺进行拧紧；重复拧紧，对已经拧紧的螺栓，进行再次拧紧，降低螺栓的使用寿命。
[0003]
目前工业上生产线常用的防错方法是通过编码器记忆螺栓位置的方式进行防错的。主要原理是，首先通过示教的方式，记忆不同螺栓对应的编码器位置和对应螺栓编号。实际拧紧时，机械助力臂到达螺栓拧紧处，系统会根据当时示教的螺栓位置找到对应的位置号，然后调用对应的拧紧工艺进行拧紧，拧紧完毕后，则把当前置位，标记已经拧紧。全部拧紧完毕后，系统再检查是否还有未拧紧螺栓，以此实现防错漏拧、错拧、重复拧紧。
[0004]
但上述设备拧紧防错系统是采用助力臂+编码器进行防错，螺栓只能在助力臂可达范围内，方能拧紧，拧紧空间受限。对于部分干涉空间，则无法实现拧紧防错。
[0005]
综上所述，如何在有限的空间内拧紧螺栓，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

[0006]
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置，使用该工艺、系统及装置可以在优先的空间内将螺栓拧紧，且可以防止出错。
[0007]
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0008]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺，包括：
[0009]
s1：利用设置于拧紧枪的ai视觉系统识别螺栓的安装环境，并根据所述安装环境选取与所述安装环境对应的螺栓位置编号，将所述螺栓位置编号发送至拧紧系统；
[0010]
s2：所述拧紧系统根据所述螺栓位置编号选取与所述螺栓位置编号对应的拧紧工艺，并采用所述拧紧工艺拧紧所述螺栓。
[0011]
优选地，所述s1之前包括：
[0012]
s1
’
：在ai视觉系统内预设所有所述螺栓位置编号与所有所述安装环境的对应关系；
[0013]
在拧紧系统内预设所有所述拧紧工艺与所有所述螺栓位置编号的对应关系。
[0014]
优选地，所述s1与所述s2之间，包括：
[0015]
s11：所述拧紧系统判断所述螺栓是否处于拧紧状态；
[0016]
若是，则发出提示并结束；若否，则执行s2。
[0017]
优选地，所述s2之后包括：
[0018]
s21：所述拧紧系统标识所述螺栓已拧紧。
[0019]
优选地，所述s21之后还包括：
[0020]
s22：所述拧紧系统检查所有螺栓是否均处于拧紧状态，若是，则结束；若否，则发出提示，并执行s1和s2。
[0021]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错系统，包括：ai视觉系统及拧紧系统，所述ai视觉系统用于识别螺栓的安装环境，并根据所述安装环境选取与所述安装环境对应的螺栓位置编号，将所述螺栓位置编号发送至拧紧系统；所述拧紧系统用于根据所述螺栓位置编号选取与所述螺栓位置编号对应的拧紧工艺，并采用所述拧紧工艺拧紧所述螺栓，所述ai视觉系统设置于所述拧紧系统的拧紧枪上，所述ai视觉系统和所述拧紧系统信号连接。
[0022]
优选地，所述ai视觉系统包括用于采集所述安装环境的图像的图像采集系统、用于处理所述图像的图像处理系统、用于学习并记忆所述图像的ai模型学习机训练处理系统，所述图像处理系统分别与所述图像采集系统和所述ai模型学习机训练处理系统信号连接。
[0023]
优选地，所述拧紧系统包括用于拧紧所述螺栓的拧紧枪、用于控制所述拧紧枪工作的拧紧枪控制器、用于预存拧紧工艺并选取与所述螺栓位置编号对应的拧紧工艺的拧紧工艺模块、用于判断所述螺栓是否处于拧紧状态的拧紧防错控制逻辑模块，所述拧紧枪与所述拧紧枪控制器信号连接，所述拧紧工艺模块分别与所述拧紧枪控制器和所述ai模型学习机训练处理系统信号连接。
[0024]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错装置，包括拧紧枪、摄像头、拧紧枪控制器及控制系统，所述摄像头设置于所述拧紧枪的前端，所述拧紧枪分别与所述拧紧枪控制器和所述控制系统信号连接，所述摄像头与所述控制系统信号连接。
[0025]
优选地，所述控制系统设置于视觉计算机内，所述摄像头与所述视觉计算机信号连接。
[0026]
本申请将图像采集系统直接安装绑定在拧紧枪上，相对于原有的编码器+助力臂组成的系统减少了很多的机械干涉，采用本方法可以对车体内部狭小的空间、助力臂无法到达的地方、但又对拧紧质量有较高要求的地方的螺栓进行拧紧，并且拧紧效果好，效率高。
附图说明
[0027]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0028]
图1为本发明所提供的基于ai智能视觉的拧紧防错工艺的流程图；
[0029]
图2为本发明所提供的基于ai智能视觉的拧紧防错装置的拧紧枪分别与拧紧枪控制器和视觉计算机的信号传输示意图。
[0030]
图1-2中：
[0031]
1-拧紧枪、2-摄像头、3-拧紧枪控制器、4-视觉计算机。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
本发明的核心是提供一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置，使用该工艺、系统及装置可以在优先的空间内将螺栓拧紧，且可以防止出错。
[0034]
请参考图1～2，图1为本发明所提供的基于ai智能视觉的拧紧防错工艺的流程图；图2为本发明所提供的基于ai智能视觉的拧紧防错装置的拧紧枪分别与拧紧枪控制器和视觉计算机的信号传输示意图。
[0035]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错工艺，包括：
[0036]
s1：利用设置于拧紧枪1的ai视觉系统识别螺栓的安装环境，并根据安装环境选取与安装环境对应的螺栓位置编号，将螺栓位置编号发送至拧紧系统；
[0037]
s2：拧紧系统根据螺栓位置编号选取与螺栓位置编号对应的拧紧工艺，并采用拧紧工艺拧紧螺栓。
[0038]
需要说明的是，首先，ai视觉系统拍摄螺栓的安装环境，拍摄后人工对拍摄的螺栓的安装环境进行标记，将每个螺栓的安装环境标记为不同编号，即螺栓位置编号，每个螺栓的安装环境与其对应的螺栓位置编号的对应关系会存入ai视觉系统中。
[0039]
在对螺栓拧紧时，操作拧紧枪1，使ai视觉系统识别待拧紧的螺栓的安装环境，并根据ai视觉系统中存储的上述对应关系将识别的安装环境匹配相应的螺栓位置编号，并将螺栓位置编号发送至拧紧系统。
[0040]
拧紧系统会根据螺栓位置编号选取与其对应的拧紧工艺，调用该拧紧工艺控制拧紧枪1对待拧紧的螺栓进行拧紧，拧紧后可以记录当前螺栓位置编号对应的螺栓已拧紧，以便于进行后续步骤。
[0041]
本申请将图像采集系统直接安装绑定在拧紧枪1上，相对于原有的编码器+助力臂组成的系统减少了很多的机械干涉，采用本方法可以对车体内部狭小的空间、助力臂无法到达的地方、但又对拧紧质量有较高要求的地方的螺栓进行拧紧，并且拧紧效果好，效率高。
[0042]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，s1之前包括：
[0043]
s1
’
：在ai视觉系统内预设所有螺栓位置编号与所有安装环境的对应关系；
[0044]
在拧紧系统内预设所有拧紧工艺与所有螺栓位置编号的对应关系。
[0045]
需要说明的是，ai视觉系统连接操作端，ai视觉系统拍摄的螺栓的安装环境上传至操作端，拍摄的安装环境可以为视频或照片的形式，由操作端对每个螺栓的安装环境定义编号，即螺栓位置编号，编号的具体设置可以根据实际应用情况进行设置。之后将定义螺栓位置编号后的视频或照片存入ai视觉系统中。ai视觉系统会自动学习，将每个螺栓的所有照片或视频与定义的螺栓位置编号相对应，并储存对应关系。
[0046]
在拧紧系统中预设所有螺栓位置编号对应的拧紧工艺，以便于调用相应的拧紧工艺对相应的螺栓进行拧紧，拧紧系统中预设的对应关系可以由操作端输入，并存储在拧紧系统中。
[0047]
在拧紧时，ai视觉系统拍摄待拧紧螺栓的安装环境后，根据预存的螺栓位置编号与所有安装环境的对应关系选出待拧紧螺栓的螺栓位置编号，并发送至拧紧系统，拧紧系统会根据预存的所有拧紧工艺与所有螺栓位置编号的对应关系调出该螺栓位置编号对应的拧紧工艺，选择拧紧工艺后控制拧紧枪1拧紧螺栓即可。
[0048]
本实施例中的ai视觉系统会预先学习并存储每个螺栓的安装环境与螺栓位置编号的对应关系，在实际操作时可以提高拧紧效率。
[0049]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，s2之后包括：
[0050]
s21：拧紧系统标识螺栓已拧紧。
[0051]
需要说明的是，拧紧系统在拧紧螺栓后会标记该螺栓位置编号，例如，在操作端设置显示屏，显示屏会显示每个螺栓的状态，当螺栓拧紧后，拧紧系统会改变该螺栓在显示屏显示的状态，以告知操作人员哪个螺栓位置编号对应的螺栓已拧紧，哪个螺栓位置编号对应的螺栓未拧紧，以防止存在未拧紧的螺栓的工件进入后续工序中。
[0052]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，s1与s2之间，包括：
[0053]
s11：拧紧系统判断螺栓是否处于拧紧状态；
[0054]
若是，则结束；若否，则发出提示并执行s2。
[0055]
需要说明的是，当实际操作时，拧紧枪1由人工操作，操作人员记错时，可能会对已拧紧的螺栓进行重复拧紧，当ai识别系统对准已拧紧的螺栓时会执行s1，由于拧紧系统已经标记了此处的螺栓已拧紧，所以拧紧系统不会执行s2并直接结束，操作人员则可得知该螺栓已拧紧。若未拧紧，则提示操作人员继续执行s2将该处螺栓拧紧即可。
[0056]
本实施例的方法可以防止操作人员误操作，将已拧紧的螺栓二次拧紧，避免了损伤螺栓，提高了螺栓的使用寿命，提高了安全性。
[0057]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，s21之后还包括：
[0058]
s22：拧紧系统检查所有螺栓是否均处于拧紧状态，若是，则结束，若否，则发出提示，并执行s1和s2。
[0059]
需要说明的是，当操作人员操作拧紧枪1对其他未编号的螺栓进行拧紧，且已编号的螺栓未拧紧时，会自动检查所有螺栓位置编号对应的螺栓是否已拧紧，若存在未拧紧的螺栓时，会发出提示，此时，操作人员可得知具有未拧紧的螺栓，并执行s1和s2对该处螺栓进行拧紧。防止了出现漏拧的情况，提高了安全性。
[0060]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错系统，包括：ai视觉系统及拧紧系统，ai视觉系统用于识别螺栓的安装环境，并根据安装环境选取与安装环境对应的螺栓位置编号，将螺栓位置编号发送至拧紧系统；拧紧系统用于根据螺栓位置编号选取与螺栓位置编号对应的拧紧工艺，并采用拧紧工艺拧紧螺栓，ai视觉系统设置于拧紧系统的拧紧枪1上，ai视觉系统和拧紧系统信号连接。
[0061]
需要说明的是，ai视觉系统可以拍摄螺栓的安装环境，并与ai视觉系统内预存的带有螺栓位置编号的螺栓的安装环境对比，查找相应的螺栓位置编号，并将螺栓位置编号发送至拧紧系统，拧紧系统预存每个螺栓位置编号对应的拧紧工艺，并调用相应的拧紧工艺控制拧紧枪1拧紧，ai视觉系统与拧紧系统的交互接口规定了ai视觉系统与拧紧系统通讯交互所采用的通讯协议、双方之间交互的位置编号、状态字、报警信息等。
[0062]
采用本系统可以对车体内部狭小的空间、助力臂无法到达的地方、但又对拧紧质
量有较高要求的地方的螺栓进行拧紧，并且拧紧效果好，效率高。
[0063]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，ai视觉系统包括用于采集安装环境的图像的图像采集系统、用于处理图像的图像处理系统、用于学习并记忆图像的ai模型学习机训练处理系统，图像处理系统分别与图像采集系统和ai模型学习机训练处理系统信号连接。
[0064]
需要说明的是，图像采集系统可以采集螺栓周围环境的影像，图像处理系统可以针对上述影像进行处理。ai模型学习机训练处理系统可以针对处理后的影像或大量图片，进行针对性的学习和训练，以此来保证图像识别的准确性，减少光等外界环境对识别螺栓位置的影响，并将所有照片或视频与定义的螺栓位置编号相对应，并储存对应关系。ai模型学习机训练处理系统可以自动完成学习，智能化程度高，便于后续工作的开展。
[0065]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，拧紧系统包括用于拧紧螺栓的拧紧枪1、用于控制拧紧枪1工作的拧紧枪控制器3、用于预存拧紧工艺并选取与螺栓位置编号对应的拧紧工艺的拧紧工艺模块、用于判断螺栓是否处于拧紧状态的拧紧防错控制逻辑模块，拧紧枪1与拧紧枪控制器3信号连接，拧紧工艺模块分别与拧紧枪控制器3和ai模型学习机训练处理系统信号连接。
[0066]
需要说明的是，拧紧枪控制器3可以接收拧紧工艺模块发出的信号，拧紧枪控制器3根据信号控制拧紧枪1按拧紧工艺模块发出的拧紧工艺拧紧螺栓。拧紧工艺模块用于预存拧紧工艺，针对不同的螺栓位置编号，可以根据螺栓位置关系和拧紧工艺的对应关系调用相应的拧紧工艺，包括但不限于螺栓拧紧时间、拧紧力矩、拧紧角度、拧紧角度和力矩的曲线等。
[0067]
拧紧防错控制逻辑模块主要用于通过ai视觉系统发送过来的螺栓位置编号，对待拧紧螺栓进行重复拧紧、漏拧、错误拧紧等逻辑上的处理。在拧紧一个螺栓后，拧紧防错控制逻辑模块可以标记该螺栓已拧紧，再次收到该螺栓对应的螺栓位置编号时，不会再次拧紧。
[0068]
当操作人员操作拧紧枪1对其他未编号的螺栓进行拧紧，且已编号的螺栓未拧紧时，拧紧防错控制逻辑模块会自动检查所有螺栓位置编号对应的螺栓是否已拧紧，若存在未拧紧的螺栓时，会发出提示，此时，操作人员可得知具有未拧紧的螺栓，并对该处螺栓进行拧紧。防止了出现漏拧的情况，提高了安全性。
[0069]
一种基于ai智能视觉的拧紧防错装置，包括拧紧枪1、摄像头2、拧紧枪控制器3及控制系统，摄像头2设置于拧紧枪1的前端，拧紧枪1分别与拧紧枪控制器3和控制系统信号连接，摄像头2与控制系统信号连接。
[0070]
需要说明的是，拧紧枪1包括把手和枪头，枪头设置拧紧工具，持握把手使拧紧工具对准螺栓即可。摄像头2可拍摄拧紧工具端部附近的图像，当拧紧工具处于螺栓附近时，摄像头2可以拍摄螺栓的安装环境。控制系统可以根据摄像头2拍摄的图像选定相对应的拧紧工艺，并将信号传递至拧紧枪控制器3，拧紧枪控制器3控制拧紧枪1对螺栓拧紧。
[0071]
采用本装置可以对车体内部狭小的空间、助力臂无法到达的地方、但又对拧紧质量有较高要求的地方的螺栓进行拧紧，并且拧紧效果好，效率高。
[0072]
在上述实施例的基础上，作为进一步的优选，控制系统设置于视觉计算机4内，摄像头2与视觉计算机4信号连接。
[0073]
需要说明的是，控制系统包括ai视觉系统和拧紧系统，通过操作视觉计算机4来操作ai视觉系统和拧紧系统，ai视觉系统拍摄的螺栓的安装环境显示在视觉计算机4的显示屏上，拍摄的安装环境可以为视频或照片的形式，人工操作视觉计算机4对每个螺栓的安装环境定义编号，即螺栓位置编号。之后将定义螺栓位置编号后的视频或照片存入ai视觉系统中。
[0074]
人工操作视觉计算机4在拧紧系统中预设所有螺栓位置编号对应的拧紧工艺，以便于调用相应的拧紧工艺对相应的螺栓进行拧紧。
[0075]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0076]
以上对本发明所提供的基于ai智能视觉的拧紧防错工艺、系统及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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